현대제철 LNG 저장탱크용 초저온 철근, 영하 170도에도 강도 유지해 가스탱크 안정성 높여

장영실상/제24주/현대제철 ‘LNG 저장탱크용 초저온 철근’

탄소배출 규제, 글로벌 택소노미 분류 체계 도입 등으로 국제에너지기구(IEA) 등은 석탄, 석유 에너지 사용량이 풍력이나 원자력 등 신재생 에너지와 천연가스(LNG)로 대체될 것이라고 전망한다. LNG의 경우 대규모 저장 탱크가 필요한 데 LNG 저장 탱크 외벽에 사용되는 철근이 특정 기업에 의해 독점 공급되면서 일반 철근 대비 약 3배 비싼 상황이다.

2024년 제 24주차 IR52 장영실상 수상 제품으로 현대제철이 국내 최초로 개발한 LNG 저장탱크용 –170℃ 보증 초저온 철근이 선정됐다. 수상 제품은 LNG 저장 탱크 외벽에 사용되는 건축 구조용 안전 강재다.

수상제품은 국내 철근 제품군 최초로 니켈·망간(Ni/Mn) 복합 첨가 기술을 적용해 상온 뿐만 아니라 -170℃의 초저온에서도 품질을 확보했다. 액화온도 –162℃의 LNG 누출 발생 시에도 건축물의 급작스러운 붕괴를 방지해 안전을 확보한다. 또한 초저온 철근을 활용함으로써 과거 LNG 탱크 건설시 사용하던 보냉재(PUF) 적용 기법 탈피해 건설 공기 단축과 건설비용 절감, 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있다.

그 동안 철근이라는 제품이 자동차 강판 등과 비교해 프리미엄한 제품이 아니라는 인식 때문에 상대적으로 설비가 부족한 상황이었다. 특히 국내 최초 니켈·망간(Ni/Mn) 복합 첨가 기술을 도입하다 보니, 용광로 등 관련 장입 설비가 더욱 부족했으나 오랜 시간 필요성을 설득한 끝에 증설할 수 있었다.

수상 제품은 시장 독점 제품이었던 경쟁사 제품 못지 않은 성능을 보여준다. 특히 저온 상태에서 강도 확보가 중요하기 때문에 연구진은 엄격한 제강 관리 기준과 고청정 조업을 적용했다. -165℃에서 성능을 보증하는 경쟁 제품과 비교해 더 가혹한 온도 조건인 –170℃에서 실험을 진행한 결과, 내부 불순물을 형성할 수 있는 가스성 경량 원소(질소,산소,수소)의 함량이 경쟁 제품 대비 약 70~80% 수준에 머물렀다. 이를 통해 더 가혹한 온도 조건에서도 중요한 성능 지표인 균일 연신율이 약 2배 우수함을 증명했다.

지난 2021년 광양LNG기지 건축용으로 공급해 5억7000원의 첫 매출이 발생했다. 이어 2022년 당진LNG기지 건설과 2023년 당진LNG기지 추가 건설 공급으로 각각 17억4000억원, 17억3000억원의 매출을 올렸다. 올해를 포함해 2025년까지 내수 시장 확대 및 수출 시장 공략을 통해 120억원 매출 달성을 목표로 하고 있다.

연구진은 초저온 철근에 대한 고강도화를 통해 건축 안전 향상 및 시장 경쟁력 강화를 계획하고 있다. 상온 항복강도 500MPa급을 넘어 세계 최초로 상온 항복강도 600MPa급 초저온 철근 개발을 목표로 하고 있다.

수상제품

정준호 책임연구원

김록석 책임매니저

이주상 전임연구원

정진 책임매니저

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